星地激光通信下行链路的最大天顶角分析

从星地激光通信系统星座设计的需求出发,分析了星载激光载荷发射功率、发射端瞄准偏差角和背景光功率等因素对下行链路最大通信天顶角的影响.针对采用OOK调制、APD探测器直接检测的链路,基于gamma-gamma先强起伏概率密度函数和Webb-Gaussian APD探测器输出模型,建立了大气湍流影响下的下行链路误码率模型,...     

基于大气折射效应的星地背景光误码率分析

研究了大气折射效应对星地量子密钥分发(QKD)系统的背景光误码率的影响,研究过程中考虑了白天晴天、满月夜晚和无月夜晚三种不同的背景光条件。建立了分层结构的星地QKD信道传输模型,模拟大气折射效应对信号传输距离的影响;基于此模型仿真分析了考虑和忽略大气折射效应时只考虑背景光的误码率随天顶角的变化趋势。结果表明:忽略大气折射效应将对背景光误码率产生较大的影响,此外在无月夜晚背景光条件下可以获得相对最低的误码率。     

星地光通信链路大气湍流衰落特性研究

针对大气湍流中gamma-gamma分布的光强起伏,建立了星地光链路的衰落统计模型,研究了不同天顶角星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数及平均衰落时间等关键参数的统计特性.结果表明:减小天顶角和提高接收端探测灵敏度均可以极大的减少衰落概率和平均衰落次数,而不能显著缩短平均衰落时间,星地光链路的平均衰落时间为毫秒量级.     

逆向调制阵列大气激光通信的误码率分析

为研究逆向调制阵列对大气湍流的抑制作用,提高逆向调制大气激光通信质量。首先,建立了逆向调制阵列接收光束传输模型,分析了光束经大气传输到达逆向调制阵列的信噪比;然后,建立了逆向调制阵列反射光束在大气信道中的传输模型,推导了不同数目反射光束在接收端的光强概率分布模型,分析了在不同湍流环境下采用逆向调制阵列的激光通信误码率;最后,仿真分析了在中等大气湍流条件下传输距离为1 km时,采用三个逆向调制器组成的逆向调制阵列的通信误码率比单个逆向调制器降低4 dB。     

干扰光通信系统的链路通信误码率控制方法

由于目前振动干扰的光通信系统链路通信,易出现二次误码,通信信道被占用,导致链路通信误码率控制效果较差.提出了干扰光通信系统的链路通信误码率控制方法.分析光通信系统链路通信信道特性,获得干扰光通信系统的链路通信信道的噪声密度函数,通过计算振动干扰下的链路通信误码率,结合深度学习算法构建溯源抑振模型,从而计算出收取信号、等...     

激光链路对天地协同通信网络系统性能影响

全球能源互联网是一个服务范围广、绿色低碳的全球能源配置平台。在全球能源互联网中,将不可避免地使用到卫星通信网与地面电力专网或地面光纤网的协同通信技术,而星地或卫星之间的激光通信链路作为卫星通信网中的重要组成部分,其信号传输质量会受到大气信道的严重影响。为保障天地协同通信网的通信质量,本文针对大气信道对激光链路的造成的影响进行了仿真研究,并对激光信号链路和微波信号链路的传输质量进行了对比。仿真结果将对基于激光链路的天地协同通信网络的建设提供参考建议。     

大气湍流对复杂路径下光强起伏及误码率的影响

对复杂地形情况下实际湍流大气中的激光强度起伏进行系统研究,发现了在此情况下实际湍流大气中的激光光强起伏在概率密度分布与理论上偏离很大,而由大气湍流引起的光强起伏和系统误码率的关系,结果表明:在弱起伏条件下,对于系统误码率为10-9以下的要求,光强起伏应小于0.67;随着湍流强度Cn2的增大,误码率增加很快;采用长波长的激光进行传输可以有效地降低系统误码率.     

自由空间光通信在大气信道下的通信性能分析

大气信道环境是影响自由空间光通信性能的主要因素。针对近地激光通信和星地激光通信2种应用场景,分别对雾、雨、雪等近地环境下的大气衰减信道,以及压强、速度和温度星地环境下的大气湍流信道进行了理论建模,并对2种通信信道下的误码率进行研究,对比了不同调制格式在Gamma-Gamma分布信道模型下的通信性能。通过理论推导和系统仿真,分析了大气透射率、大气折射结构系数以及信噪比对通信距离与通信性能的影响。仿真结果表明,短距离通信时采用适当的较高调制格式能有效地抑制大气湍流的影响。     

基于数字天顶仪的视场角分析

运用数字天顶仪进行定位是一种高精度的天文测量方法。在定位的过程中需要设定概略位置和进行局部星图识别。局部星图识别是在以概略位置为中心的一定范围内进行的。在进行局部星图识别时一般用数字天顶仪的视场角来确定局部星图识别的范围,实际上这是不准确的。通过对数字天顶仪视场角的分析推导了局部星图识别时的经纬度范围,并通过局部星图识别的范围对概略位置进行了研究。实验数据的分析结果表明,在进行局部星图识别时选取的经纬度范围是要大于视场角的,且随着概略位置的设定值逐渐接近测站点真实值,识别的恒星数量也在逐渐增加。     

BER assessment of FFT-OFDM against WHT-OFDM over different fading channel

Wavelets are brought into the wireless communication field as an orthogonal base of multi-carrier modulation and are now considered as a significant measure. Also, wavelets do contain the capability to improve bandwidth efficiency even more along with lower inter-symbol interference and inter-carrier interference. Appropriately, a BER versus SNR analysis is done for fast Fourier transform (FFT) based OFDM framework and wavelet haar transform (WHT) based OFDM framework in this work. The evaluationis demonstrated over Rayleigh and Rician fading channel utilizing dissimilar M-PSK modulation levels intended for FFT-OFDM and WHT-OFDM. The performance of the simulated test-bed is investigated via BER assessment as a function of SNR. The imitation outcome reports a significant improvement in BER of the simulated system using WHT-OFDM in comparison to FFT-OFDM for both Rayleigh and Rician fading channel. Also, the BER performance of both FFT-OFDM and WHT-OFDM is superior in Rician fading channel in comparison to Rayleigh fading channel.     

星地激光通信无波前传感器优化算法仿真分析

在星地激光通信中,大气扰动会降低通信质量,在通信的接收端对大气扰动进行补偿,能提高通信质量。通信中的强闪烁等会出现波前探测器不能探测出波前畸变的情况,需要采用无波前探测器的成像校正技术来实现星地激光通信中大气扰动的补偿。为了实现星地激光通信中大气扰动的实时补偿,对改进遗传、模拟退火和模式逼近法这三种优化控制算法进行了仿真,并从算法的收敛速度、校正效果、稳定性和变形镜操作次数等四个方面进行了比较和分析。仿真结果表明:遗传算法收敛速度慢,但将归一化光强从0.079 5提升到0.99,适合于对静态像差的校正;模式逼近法只需要2次迭代就能将归一化光强从0.079 5提升到0.862,适合于星地激光通信中大气扰动的实时校正。     

BER minimized OFDM systems with channel independent precoders

We consider the minimization of uncoded bit error rate (BER) for the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system with an orthogonal precoder. We analyze the BER performance of precoded OFDM systems with zero forcing and minimum mean squared error (MMSE) receivers. In the case of MMSE receivers, we show that for quadrature phase shift keying (QPSK), there exists a class of optimal precoders that are channel independent. Examples of this class include the discrete Fourier transform (DFT) matrix and the Hadamard matrix. When the precoder is the DFT matrix, the resulting optimal transceiver becomes the single carrier system with cyclic prefix (SC-CP) system. We also show that the worst solution corresponds to the conventional OFDM system; the conventional OFDM system has the largest BER. In the case of zero forcing receivers, the design of optimal transceiver depends on the signal-to-noise ratio (SNR). For higher SNR, solutions of optimal precoders are the same as those of MMSE receivers.     

逆向调制激光通信作用距离及误码率分析

为了分析逆向调制激光通信系统中OOK调制方式下的误码率特性,在分析回波功率模型和误码率性能的基础上,利用Optisystem仿真软件建立了逆向调制激光通信链路。链路采用NRZ码对不同通信距离、不同能见度下的100 Mbps和1 Gbps通信速率进行了仿真,根据所得信噪比值计算出不同条件下的误码率,并结合“眼图”特征得出不同条件下可实现的逆向通信距离。结果表明,误码率随着大气能见度的增大而减小,随着通信距离增大而增加。在大气能见度为10 km的条件下,系统可以实现通信速率为100 Mbps、距离为2 km的逆向通信。     

基于Exponentiated Weibull 湍流模型的OFDM光链路性能分析

研究了Exponentiated Weibull 大气湍流下OFDM光链路误码性能,分别考虑大气湍流的单独影响及大气湍流和指向误差对误码率的联合影响,利用MeijerG函数推导出多载波条件下总平均误码率的闭合表达式。根据总平均误码率闭合表达式进行了仿真,分析了在不同大气湍流强度、QAM调制阶数、抖动标准差和波束宽度条件下,链路误码率随发射功率变化的关系。通过仿真分析证明仅在大气湍流影响下发射功率的增加对误码率的改善优于在大气湍流与指向误差的联合影响下;不同调制阶数,增大发射功率对链路误码性能的改善近乎相同;随着湍流强度、抖动标准差和波束宽度的增加,误码率增加。     

Variation of attenuation and space diversity with elevation angle on 12 GHz satellite-to-ground radio paths

The results of a 6°-elevation-angle space-diversity experiment at a frequency of 11.6 GHz are reported, and is a comparison made with earlier results obtained by using the same sites at an elevation angle of 29.5°. For a given percentage time, more than double the path attenuation was measured at the lower elevation angle. Methods of predicting the attenuation and diversity gain at the lower elevation angle are discussed.     

LEO星地Wi-Fi方案设计与验证

低轨(LEO)卫星到地面之间的无线保真(Wi-Fi)通信系统当前已经获得了广泛关注.针对LEO卫星信道的高误码、长时延等特点,采用导频插入、选择重传、帧聚合等方法对IEEE802.11 g进行改进,并在开放式无线接入研究平台(WARP)v3上完成了改进方案的设计.对改进后方案的多普勒频偏性能、远距离传输速率以及高速移动条件下的传输速率等系统性能进行测试的结果表明,改进后方案在复杂信道环境下可以获得比商业Wi-Fi更好的系统性能.通过模拟验证改进方案的系统性能,证明了基于LEO卫星的Wi-Fi卫星通信系统的可实现性.